项目1 开发课程考试系统的准 备 学习目标 本项目主要介绍Java入门方面的知识,包括Java编程语言的发展历史、特点、跨平 台原理、Java开发环境的安装配置,以及使用Eclipse软件开发一个Java程序。学习要点 如下 : ● 了解Java语言的发展历史。 ● 理解Java的主要特点与跨平台实现机制。 ● 掌握JDK 的安装及配置。 ● 使用Eclipse软件开发Java程序。 随着计算机技术和网络技术的迅猛发展,利用计算机进行各类考试也越来越普 遍。传统的考试结束后要出卷、制卷、评卷、登分,工作量大,且人工出卷和评卷容易 受到教师个人主观因素的影响,而利用计算机进行自动出卷、评卷,能够大幅减轻教 师的工作量。 Java语言作为一种当今流行的编程语言,它具有面向对象、平台独立、多线程等特 点,非常适合开发桌面应用程序等。特别是Java语言提供了Socket技术,使程序员在进 行网络应用程序开发时不必再考虑网络底层代码的设计,大幅简化了原有的网络操作 过程。 1 相关知识 1. Java是由Sun公司于1995 年 5 月推出的Java程序设计语言和Java平台的总称。 Java自1995 诞生,至今已经近25 年历史,名字的来源是印度尼西亚爪哇岛的英文名 称,此地因盛产咖啡而闻名,因此,Java的标志也正是一杯正冒着热气的咖啡,如图1- 1 所示。 目前,全球约有25 亿件产品运行着Java,450 多万Java开发者活跃在地球的各个角 落里。JamesGosling(詹姆斯·高斯林)作为Java开发语言共同创始人之一,一般公认他 为“Java之父”,如图1-2所示。 Java程序设计项目开发教程(第2版) 图1- 1 Java标志图1- 2 Java之父JamesGosling 1.1 Jva语言的发展历史 1.a 1991年4月,Sun公司成立了Gren项目小组,专攻智能家电的嵌入式控制系统。 由JamesGosling博士领导的绿色计划(grenproject)开始启动,此计划的目的是开发一 种能够在各种消费性电子产品(如机顶盒、冰箱、收音机等)上运行的程序架构。这个计划 的产品就是Java语言的前身:Oak(橡树)。 1995年5月23日,Oak语言改名为Java,并且在SunWorld大会上正式发布,Java 语言诞生。 1996年1月,第一个JDK1. 0诞生。 1996年4月,10个最主要的操作系统供应商申明将在其产品中嵌入Java技术。 1996年9月,约8.aa技术来制作。 3万个网页应用了Jv 1997年2月18日,1发布 。 JDK1.1997年4月2日,e会议召开,参与者逾一万人,创当时全球同类会议规模之 JavaOn 纪录。 1997年9月,JDC(Javadeveloperconnection)社区成员超过10万人。 1998年2月,1被下载超过2000000次。 JDK1. 1998年12月8日,a2企业平台J2EE发布 。 Jav 1999年6月,Sun公司发布Java的三个版本:标准版、企业版和微型版 。 2000年5月8日,3发布 。 JDK1. 2000年5月29日,4发布 。 JDK1.2001年6月5日,诺基亚公司宣布,到2003年将出售1亿部支持Java的手机。 2001年9月24日,3发布。 J2EE1. 2002年2月26日,J2SE1.自此Jv 4发布, aa的计算能力有了大幅提升 。 2004年9月30日18:00,2SE1.成为Jv J5发布, aa语言发展史上的又一里程碑。为 了表示该版本的重要性,J2SE1.aaSE5. 5更名为Jv0。 JavaOnSuavJav 2005年6月,e大会召开,n公司公开JaSE6 。此时,a的各种版本已 经更名,以取消其中的数字2:J2EE更名为JavJ2SE更名为JvJ2ME更名为 aEE,aaSE, 项目1 开发课程考试系统的准备 JavaME 。 2006 年12 月,Sun公司发布JRE6. 0。 2009 年4月7日,GoogleAppEngine开始支持Java。 2009 年4月20 日,Oracle公司74 亿美元收购Sun公司,取得Java的版权。 2010 年11 月,由于Oracle公司对于Java社区的不友善,因此Apache扬言将退出JCP 。 2011 年7月28 日,Oalaa7. rce公司发布Jv0的正式版 。 2014 年3月19 日,e公司公司发布J0的正式版 。 Oraclava8. 2017 年9月21 日,Oracle公司发布JDK9 。 2018 年3月20 日,Oracle公司发布JDK10 。 2018 年9月25 日,Oracle公司发布JDK11 。 2019 年3月20 日,Oracle公司发布JDK12 。 2019 年9月17 日,Oracle公司发布JDK13 。 2020 年3月17 日,Oracle公司发布JDK14 。 1.1.2 Java语言的特点 Java作为一种面向对象语言,具有自己鲜明的特点,主要包括以下几个特点。 1. 简单性 Java是一个精简的系统,无须强大的硬件环境便可以很好地运行。Java的风格和语 法类似C++,因此,C++程序员可以很快就掌握Java编程技术。Java摒弃了C++中容易 Jav 引发程序错误的地方,如多重继承、运算符重载、指针和内存管理等,a语言具有支持多线 程、自动垃圾收集和采用引用等特性。Java提供了丰富的类库,以方便用户迅速掌握Java。 2. 面向对象 面向对象可以说是Java最基本的特性。Java语言的设计完全是面向对象的,它不支 持类似C语言那样的面向过程的程序设计技术,a支持静态和动态风格的代码继承及 Jav 重用 。 3. 分布式 Java包括一个支持HTTP 和FTP 等基于TCP/IP 协议的子库。因此,Java应用程 序可凭借URL 打开并访问网络上的对象,就像访问本地文件一样简单方便。Java的分 布性为实现在分布环境尤其是Internet下实现动态内容提供了技术途径。 4. 健壮性 Java是一种强类型语言,它在编译和运行时要进行大量的类型检查。类型检查帮助 检查出许多开发早期出现的错误;Java自己操纵内存减少了内存出错的可能性;Java的 数组并非采用指针实现,从而避免了数组越界的可能。 Java 程序设计项目开发教程(第 2 版) 5. 结构中立 作为一种网络语言,Java编译器将Java源程序编译成一种与体系结构无关的中间文 件格式。只要有Java运行系统的机器都能执行这种中间代码,从而使同一版本的应用程 序可以运行在不同的平台上。 6. 安全性 作为网络语言,安全是非常重要的。Java的安全性可从两个方面得到保证。一方 面,在Java语言里,像指针和释放内存等C++功能被删除,避免了非法内存操作;另一方 面,当Java用来创建浏览器时,语言功能和一类浏览器本身提供的功能结合起来,使它更 安全。 7. 可移植 Java与体系结构无关的特性使Java应用程序可以在配备了Java解释器和运行环境 的任何计算机系统上运行,这成为Java应用软件便于移植的良好基础。 8. 解释性 Java解释器(运行系统)能直接对Java字节码进行解释执行。链接程序通常比编译 程序所需资源少。 9. 高性能 虽然Java是解释执行程序,但它具有非常高的性能。另外,Java可以在运行时直接 将目标代码翻译成机器指令。 10. 多线程 线程有时也称小进程,是一个大进程里分出来的小的独立运行的基本单位。Java提 供的多线程功能,使得在一个程序里可同时执行多个小任务,即同时进行不同的操作或处 理不同的事件。多线程带来更大的好处是具有更好的网上交互性能和实时控制性能,尤 其是在实现多媒体功能方面。 11. 动态性 Java的动态特性是其面向对象设计方法的扩展。它允许程序动态地装入运行过程 中所需要的类,而不影响使用这一类库的应用程序的执行,这是采用C++语言进行面向 对象程序设计时所无法实现的。 1.3 Jva工作机制 1.a 大多数高级语言程序的运行,只需将程序编译或者解释为运行平台能理解的机器代 项目1 开发课程考试系统的准备 码后即可执行程序。然而这种方式会带来程序的移植性出问题,机器代码对计算机处理 器和操作系统会具有一定的依赖性。 Java语言为了避免此类问题,将程序编译及运行工作机制调整,Java的程序需要经 过两个过程才能被执行。首先,将Java源程序进行编译,并不直接将其编译为与平台相 对应的原始机器语言,而是编译为与系统无关的字符码。之后再通过Java虚拟机(Java vitacie,将编译生成的字节码在虚拟机上解释、执行并生成相应的机器语 rulmahnJVM) 言。如图1-3所示,所有的*clas 文件都在JVM上运行,再由各种对应的JVM去适应 各种不同的操作系统,通过JVM来实现在不同平台上的运行。 图1- 3 Java工作机制 1.1.4 Eclipse集成开发环境 集成开发环境(tgaeeeonnionIDE)是用于提供程序开发环境 inertddvlpmetevrnmet, 的应用程序,一般包括代码编辑器、编译器、调试器和图形用户界面等工具。利用IDE开 发程序,可以方便、快捷地书写、调试程序。常见的Java集成开发环境有Eclipse、InteliJ IDEA 、NetBeans、MyEclipse等。 Eclipse(见图1-4)是一个开放源代码的,基于Java的可扩展开放平台。就其本身而 言,它只是一个框架和一组服务,用于通过插件组件构建开放环境。Eclipse最初由OTI 和IBM两家公司的IDE产品开发组创建,起始于1999年4月。IBM提供了最初的 Eclipse代码基础,包括平台、JDT和PDE 。目前由IBM牵头,围绕着Eclipse项目已经发 展成为了一个庞大的Eclipse联盟,有150多家软件公司参与到Eclipse项目中,其中包括 Borland、RationalSoftware、RedHat及Sybase等公司,最近Oracle公司也计划加入到 Eclipse联盟中。 图1- 4 Eclipse标志 Java程序设计项目开发教程(第2版) 2 项目设计与分析 1. 除了前面介绍过的JVM,另外还需要了解两个名词概念,分别是JRE(Javaruntime environmenJavJavadevelopmentkiJav t,a运行环境)和JDK(t,a开发工具包)。JRE是 Java程序运行所需要的必要环境,包括JVM 、Java核心类库和支持文件。JDK是开发 Java程序所必需的工具包,包括JRE和Java开发工具。JVM 、JRE 、JDK三者关系如 图1-5所示。 图1- 5 JVM、JRE、JDK 三者关系 所以想要开发Java程序,需要安装JDK和Eclipse工具。 (1)下载JDK 。在Orale公司的网站www.rcecom可以下载JDK的最新版。 coal. JDK 下载网址为htps://www.oracle.com/cn/java/technologies/javase-downloads. html,根据计算机的系统选择合适的版本下载即可,如图1-6所示。 图1- 6 JDK 下载页面 项目1 开发课程考试系统的准备 (2)Eclpse可以直接从Elpse网站( tps:elps.rg/dlas/)下载到 icih//www.cieoownod 最新版本,如图1-7所示。 图1- 7 Eclipse下载页面 本书提供的软件安装包为jdk-wnow-64_iee和ecis-ntjewn exe,并以此进行安装介绍和使用。 11_idsxbn.xlpeis-r-i64. 3 项目实施 1. 本项目主要完成JDK的安装与环境变量的配置、Eclipse软件的安装,以及使用 Eclipse软件开发一个Java项目。 任务1- 1 JDK 的安装 具体安装步骤如下: Java开发环境的 (1)jdk-11windows-x64bin.exe下载完成后,双击文件即可安装, 安装与测试 如图1-8所示,(_) 单击“下一步”按(_) 钮即可。 (2)进入JDK安装选项,如图1-9所示。安装路径默认设置为“C:\ProgramFiles\ Java\jdk-11\若需要更改到其他路径,单击“更改”按钮,将会弹出更改路径的界面,更改 目录并单击“确定”按钮后,即可回到安装界面,单击“下一步”按钮继续安装。,(”) Java程序设计项目开发教程(第2版) 图1- 8 JDK 安装页面 图1- 9 选择安装路径 (3)确定安装目录后,单击“下一步”按钮,即可进行软件的安装,页面会显示安装进 度,如图1-10 所示。 图1-10 JDK 安装过程 10 项目1 开发课程考试系统的准备 (4)安装完成,软件会显示已经安装成功的页面,如图1-11 所示。 图1-11 JDK 安装成功 任务1- 2 Java环境变量配置 环境变量(environmentvariables)一般是指在操作系统中用来指定操作系统运行环 境的一些参数,如临时文件夹位置和系统文件夹位置等。它包含了一个或多个应用程序 所将使用到的信息,例如,Windows和DOS 操作系统中的PATH 环境变量,当要求系统 运行一个程序而没有告诉程序所在的完整路径时,系统除了在当前目录下面寻找此程序 外,还应到PATH 环境变量所指定的路径中去找。 (1)右击“此电脑”,选择“属性”命令,如图1-12 所示。 图1-12 选择“属性”命令 11 Java程序设计项目开发教程(第2版) (2)打开属性页面,选择“高级系统设置”,如图1-13 所示。 图1-13 选择“高级系统设置 ” 所示 ( 。 3)打开“系统属性”对话框,选择“高级”选项卡,再单击“环境变量”按钮,如图1-14 图1-14 单击“环境变量”按钮 (4)打开“环境变量”页面后,在系统变量中单击“新建”按钮,创建变量,其中变量名 为JAVA_HOME,变量值为JDK 安装所在的路径(本书以C:\ProgramFiles\jdk-11 为 例), 如图1-15 所示。 12